Mg-Sn系合金微觀(guān)組織及力學(xué)性能的研究.pdf

1、隨著鎂合金的應(yīng)用不斷增多，特別是交通業(yè)、航空航天、3C產(chǎn)品的需求，迫切需要開(kāi)發(fā)出新型鎂合金。Mg-Sn是典型的時(shí)效強(qiáng)化型合金，其存在偏析嚴(yán)重、Mg2Sn易粗化以及時(shí)效硬化需時(shí)較長(zhǎng)等問(wèn)題，所以關(guān)于Mg-Sn體系合金的研究有待進(jìn)一步深入。本文擬以Mg-Sn合金為基礎(chǔ)，采用電磁感應(yīng)熔煉爐在氬氣保護(hù)下制備出了Mg-3Sn-xZn-1Al(x=0.5~2.0wt.％)、Mg-xSn-2Zn-1Al(x=3.0~10.0wt.%)和Mg-5Sn-2

2、Zn-1Al-0.1Ba合金，通過(guò)X射線(xiàn)熒光光譜儀（XRF）、金相顯微鏡(OM)、X射線(xiàn)衍射儀（XRD）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡(TEM)、維氏顯微硬度計(jì)及力學(xué)性能測(cè)試儀器等手段方法研究了合金的顯微組織和力學(xué)性能，研究合金中析出相的成分、結(jié)構(gòu)及組織演變規(guī)律，擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用范圍，對(duì)建立一種新型高強(qiáng)高韌的Mg-Sn系合金具有重要的意義。
　　研究了Mg-3Sn-xZn-1Al合金的顯微組織與力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)0.5-2.0 wt.

3、%Zn的添加可以逐漸細(xì)化Mg-3Sn-1Al合金的晶粒，使Mg2Sn相增多，但會(huì)使Mg2Sn相粗化。在凝固過(guò)程中，固相中高濃度的Sn元素能夠阻止Mg原子的擴(kuò)散，進(jìn)而阻礙晶粒的長(zhǎng)大。隨Zn含量的增加，擠壓態(tài)合金晶粒顯著地細(xì)化，力學(xué)性能有了顯著的提高，且塑性都出現(xiàn)了一定程度的增加。特別是合金的加工硬化能力(1/YR)也隨Zn含量的增加而略有提高，這意味著Zn元素能改善合金的強(qiáng)度和塑性變形能力，其主要原因是晶粒細(xì)化效應(yīng)和第二相的彌散均勻分布。

4、在對(duì)合金進(jìn)行時(shí)效處理后，Zn的存在可以縮短合金到達(dá)時(shí)效峰值時(shí)間，提高峰值硬度。Zn的添加會(huì)增加 Mg2Sn相的數(shù)量，其阻礙晶界滑移和位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，有利于提高合金的強(qiáng)度，但卻降低了塑性。
　　研究了Mg-xSn-2Zn-1Al合金的顯微組織與力學(xué)性能。隨著Sn量的增加，合金枝晶逐漸細(xì)化，并且樹(shù)枝晶形態(tài)更加明顯，即 Sn元素發(fā)生了明顯的偏析，且Mg2Sn相逐漸增加，呈斷續(xù)網(wǎng)狀分布于晶界處，但 Sn含量增加至7%后，Mg2Sn的數(shù)量和尺寸

5、都大幅度增加，在晶界上呈半網(wǎng)絡(luò)狀分布。經(jīng)熱擠壓后，合金發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，再結(jié)晶晶粒尺寸較為均勻，擠壓過(guò)程中析出的Mg2Sn相也逐漸增多。合金在經(jīng)過(guò)180℃×60h時(shí)效后，合金達(dá)到峰值硬度，隨Sn含量的增加，其到達(dá)峰值的時(shí)間未發(fā)生明顯的變化，但是硬度峰值從74.5增至78.9。經(jīng)T5時(shí)效處理，合金具有較高的強(qiáng)度和延伸率，其強(qiáng)化效果主要源于 Mg2Sn相的增多。擠壓態(tài)Mg-5Sn-2Zn-1Al和Mg-10Sn-2Zn-1Al合金經(jīng)過(guò)軋制后，

6、合金具有細(xì)小的晶粒，低的織構(gòu)和部分孿晶，盡管合金塑性有所下降，但合金仍然顯示較高的強(qiáng)度，其中，Mg-10Sn-2Zn-1Al合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)到369Mpa，263Mpa和8.4%。經(jīng)過(guò)300℃下退火1h后，合金發(fā)生完全再結(jié)晶，孿晶消失，晶粒大小均勻，強(qiáng)度，特別是屈服強(qiáng)度急劇下降，但塑性有很大的提高。
　　研究了Mg-5Sn-2Zn-1Al-0.1Ba合金的顯微組織與力學(xué)性能，結(jié)果表明：微量Ba的添加顯著地細(xì)化